Parole da un mondo lontano

Mars Express
13 Marzo 2003

In primavera sarà lanciata la sonda europea Mars Express che, nel giro di pochi mesi, raggiungerà Marte, intorno al quale già si trovano due sonde della NASA. Negli stessi giorni, su Marte sbarcheranno anche due piccoli robot mobili lanciati dalla NASA, mentre di lì a poco anche una sonda giapponese, la Nozomi, si inserirà in orbita intorno al pianeta.

Marte è tornato all'attenzione dell'opinione pubblica nel 1997, con le imprese del piccolo robot Sojourner che ci ha inviato dei panorami spettacolari del pianeta. Ma sono già diversi anni che Marte è presente all'attenzione degli scienziati. L'esplorazione del sistema solare è stata rilanciata dalla ricerca di acqua, una condizione necessaria allo svilupparsi della vita, e della vita stessa, sia pure in forma batterica.

Le grandi agenzie spaziali hanno progettato missioni diverse, i cui risultati saranno utili a tutti. Per esempio la Mars Global Sorveyor sta completando una mappatura ad alta risoluzione della superficie del pianeta, trovando indizi piuttosto evidenti di grandi quantità di acqua che miliardi di anni fa devono aver coperto il pianeta. Ma se c'è stata davvero, dov'è finita quell'acqua? In gran parte è evaporata e si è dispersa nello spazio, ma è possibile che vi siano ancora riserve ghiacciate sotto la superficie del pianeta. Uno dei compiti della sonda europea Mars Express sarà proprio quello di cercare l'acqua diversi kilometri sotto la superficie di Marte.

Tuttavia la sensazione è quella di una grande gara spaziale, una specie di corsa per Marte.

In parte è vero: ma la competizione sana è una spinta positiva per la scienza. A differenza della corsa alla conquista della Luna, espressione della guerra fredda fra le due superpotenze di allora, URSS e USA, in questo caso la competizione non esclude affatto l'aiuto reciproco. Per esempio: la Mars Express lascerà cadere un robot sulla superficie di Marte, il Beagle 2, che potrà comunicare i suoi dati alla Mars Odyssey, della NASA, che rimane in orbita intorno al pianeta. Sarà la Mars Odyssey a inviare i dati sulla Terra. In modo simile, i due robot mobili della NASA potranno inviare i loro dati alla Mars Express che si incarica di spedirli a destinazione con le sue antenne. Dunque ci potranno essere casi in cui le missioni si intrecceranno, in modo da estrarre tutta la conoscenza possibile dalle osservazioni di Marte. Solo la Mars Express spedirà sulla Terra diversi Gigabites di dati ogni giorno, che dopo essere passati dal centro operativo dell'ESA a Darmstaadt, saranno a disposizione degli responsabili della missione per circa sei mesi, dopodiché messi a disposizione dell'intera comunità scientifica.

ESA antenna near Perth
La nuova antenna dell'ESA a New Norcia in Australia

Per comunicare con la Mars Express il 5 marzo l'ESA ha inaugurato una nuova parabola orientabile di ben 35 metri di diametro costruita in Australia occidentale. Ma perché l'ESA è andata a costruire la nuova antenna in Australia?

La parabola si trova a New Norcia, a circa 150 km a nord di Perth, è in grado di trasmettere e di raccogliere onde radio (banda S e banda K) e può essere telecomandata in modo del tutto automatico. Nell'emisfero meridionale della Terra l'Australia è molto "gettonata" per l'osservazione del cielo nella banda radio e per le telecomunicazioni con le sonde spaziali, perché è una zona scarsamente popolata, dunque poco inquinata da onde radio, e a partire dagli anni '50 sono state accumulate notevoli competenze.

L'antenna appena inaugurata è la prima di una rete europea per le comunicazioni con le sonde spaziali, simile a quello in possesso dell'ente spaziale americano (il Deep Space Network), formato da tre parabole simili di 70 metri di diametro da in California, in Spagna e in Australia Anche questo caso può sembrare ridondante, ma in realtà la ridondanza è una condizione importante nella ricerca, nella quale i margini di imprevedibilità e di errore sono relativamente elevati. Ci saranno varie forme di collaborazione tra ESA e NASA: le antenne della rete statunitense serviranno per le comunicazioni di emergenza per le manovre della Mars Express nel caso in cui dovessero verificarsi problemi.

Ma se anche i nostri telefoni cellulari perdono spesso il segnale, come si fa a comunicare con sonde che sono a parecchie centinaia milioni di kilometri di distanza dalla Terra?

Per comunicare con le sonde a grande distanza occorre un'antenna che sappia mandare segnali concentrandoli in un fascio ben localizzato. E più si deve concentrare un fascio, maggiori devono essere le dimensioni dell'antenna. Lo stesso vale per i segnali in ricezione: l'antenna deve essere in grado di captare segnali debolissimi. Di nuovo le grandi dimensioni dell'antenna sono indispensabili.

La nuova antenna europea si farà carico delle comunicazione con tre sonde interplanetarie: la Mars Express, la Venus Express (una missione recentemente approvata) e Rosetta, l'avventura per l'esplorazione ravvicinata di una cometa che ancora deve essere definita dopo il rinvio di gennaio. Rosetta, per esempio, si troverà a circa un miliardo di kilometri dalla Terra: i satelliti scientifici lanciati dall'ESA finora non erano mai arrivati così lontano, se si esclude la missione Cassini/Huygens, preparata con un accordo con la NASA e destinata all'esplorazione del sistema di Saturno. Per fare qualche esempio, i satelliti Integral o Xmm-Newton, lanciati recentemente, si muovono su orbite intorno alla Terra, che vanno da qualche centinaio a qualche migliaio di kilometri di distanza. Milioni di volte meno di quanto non facciano le sonde interplanetarie.

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